Правила визначення ступеня окиснення

Стан окиснення можливо визначити для кожного атому в любій сполуці, користуючись певними положеннями.

1. В простих речовинах (N₂, Cl₂, O₂, H₂ і т.д.) електрони узагальнені нарівно однойменними атомами, тобто немає зміщення пов’язуючих електронів, тому ступінь окислення атомів дорівнює нулю.

2. Ступінь окислення одноатомного (простого) іона типа Са²⁺ співпадає з зарядом іона (в цьому випадку 2+).

3. В усіх сполуках лужні метали мають ступінь окислення +1, лужно-земельні +2.

4. Водень в сполуках з неметалами має ступінь окислення +1, а в солеподібних гідридах (СаН₂, NaH і т.д.) ступінь окислення водню дорівнює -1.

5. Фтор – найбільш електронегативний елемент; в сполуках з іншими елементами він має ступінь окислення –1.

6. Кисень в своїх сполуках виявляє ступінь окислення –2. Виключення складає ОF₂, де ступінь окислення кисню +2, а фтору –1, а також Н₂О₂, де ступінь окислення кисню +1.

7. Сума степеней окислення всіх атомів, які входять в іон, визначає повний заряд частки. Це дозволяє встановити невідомі ступені окиснення різних атомів молекули. Розглянемо в якості прикладу іон NO₃^-. Згідно прийнятим правилам ступінь окислення кисню дорівнює –2, а всього в цей іон входять три атоми кисню і на них приходиться формальний заряд 3 ×(-2). Тобто, азот в даній сполуці має ступінь окислення +5.

8. В нейтральних молекулах алгебраїчна сума всіх ступіней окислення дорівнює нулю.

9. Найвищий позитивний ступінь окислення атомів елементів визначається номером групи. Виключення складають елементи підгрупи міді (Cu, Ag, Au), O, F, а також метали восьмої групи. В періодах зліва праворуч позитивний степінь окиснення збільшується.

10. При написані рівнянь хімічних реакцій завжди потрібно додержуватися правила збереження алгебраїчної суми степеней окислення всіх атомів. Якщо у одного компоненту реакції ступінь окислення підвищується (процес окиснення), то у його партнера по реакції степінь окиснення повинна знижуватися (процес відновлення). Це означає, що процеси окиснення і відновлення взаємопов’язані і компенсують один одний.

Окислення. Якщо в даному процесі бере участь нейтральний атом, то віддача електронів веде до підвищення позитивного степеню окиснення. В утвореній частці числове значення ступінь окислення дорівнює числу відданих електронів:

Na⁰ - e → Na⁺¹ Mg -2e → Mg⁺²

Cl⁰ -5e → Cl⁺⁵ N⁰ -2e → N⁺²

При окисленні молекул простих речовин потрібно враховувати кількість атомів в окислювальній молекулі і відповідне число відданих електронів:

Сl₂⁰ -10e → 2Cl⁺⁵ N₂⁰ -4e → 2N⁺²

Якщо в реакції окислення беруть участь атоми, які входять до складної речовини, то віддача електронів збільшує їх позитивну ступінь окислення на стільки одиниць, скільки було віддано електронів:

N⁺² -3e → N⁺⁵ Mn⁺² -5e → Mn⁺⁷

Відновлення. Якщо в процесі відновлення беруть участь нейтральні атоми, то приєднання електронів веде до утворення негативно зарядженої частки, ступінь окислення якої дорівнює числу приєднаних електронів:

Сl₂⁰ +2e → 2Cl^-1 N₂⁰ +6e → 2N^-3

Якщо в процесі відновлення бере участь позитивно заряджена частка, то приєднання електронів веде до зменшення позитивного ступеню окиснення на стільки одиниць, скільки було приєднано електронів:

Mn⁺⁷ +5e → Mn⁺² Cl⁺⁵ +2e → Cl⁺³

Окислення і відновлення – це два нерозривні процеси, тому вони йдуть одночасно і один з них не може здійснюватися без іншого.

Розглянемо реакцію магнію з хлором:

Mg + Cl₂ → MgCl₂

Хлор, як більш електронегативний, приєднує електрон, який в сою чергу, віддає магній. Обидва процеси можна зобразити наступним чином:

(відновник) Mg⁰ -2e → Mg⁺² окиснення

(окисник) Cl₂⁰ +2e → 2Cl^- відновлення

Магній окислюється, хлор відновлюється. Магній окислюючись, відновлює хлор. Тобто, речовини, які віддають електрони (окислюються) – називаються відновниками, а речовини, які приєднують електрони (відновлюються), - окисниками.

Еквівалент окисника і відновника дорівнює відношенню молярної маси окисника (відновника) до кількості прийнятих (відданих) електронів однією молекулою речовини.

Поиск по сайту: